Nature Nanotechnology (《自然·納米材料》) 雜志在線發(fā)表了國(guó)家納米科學(xué)中心陳春英課題組和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)朱濤課題組在納米生物安全與毒理學(xué)研究領(lǐng)域的*新發(fā)現(xiàn)：碳納米管呼吸暴露后的延遲毒性可導(dǎo)致原位乳腺腫瘤的多發(fā)性轉(zhuǎn)移，論文題目為“Long-term pulmonary exposure to multi-walled carbon nanotubes promotes breast cancer metastatic cascades”（多壁碳納米管肺部長(zhǎng)期暴露促進(jìn)乳腺腫瘤的級(jí)聯(lián)性轉(zhuǎn)移）。首次報(bào)道了CNT長(zhǎng)期呼吸暴露對(duì)除肺部外的遠(yuǎn)端器官或組織的腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響。

碳納米管（CNT）是重要的一維納米材料，由于其良好的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能，可用作超強(qiáng)纖維、隱身材料、大功率超級(jí)電容器、傳感器等，被稱為“明星材料”。CNT的生產(chǎn)操作使職業(yè)人群的接觸不可避免，所以，工業(yè)的快速發(fā)展要求CNT的制造和應(yīng)用必須要符合健康和安全的標(biāo)準(zhǔn)。另外，隨著大量CNT材料進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)，CNT的相關(guān)產(chǎn)品將和人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)。目前的毒理學(xué)研究顯示，CNT呼吸暴露可以引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肺部炎癥和纖維化反應(yīng)，出現(xiàn)局部肉芽腫和間質(zhì)瘤的趨勢(shì)。但是更令人擔(dān)憂的是CNT呼吸暴露在人群日常生活中的現(xiàn)實(shí)意義，除了生產(chǎn)工作場(chǎng)所中CNT的空氣環(huán)境釋放，在巴黎、美國(guó)等地（尤其是911事件現(xiàn)場(chǎng)）的空氣樣本中均檢測(cè)到CNT。2015年的一篇報(bào)道顯示巴黎地區(qū)64位患有哮喘病兒童的肺灌洗液樣本中檢測(cè)到CNT。大氣中的碳納米管對(duì)人類(lèi)健康的潛在影響成為廣泛關(guān)注的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。然而迄今為止，CNT呼吸暴露多局限于肺部或心血管系統(tǒng)病變，而缺乏對(duì)全身系統(tǒng)影響和長(zhǎng)期健康效應(yīng)的研究。

本研究發(fā)現(xiàn)，沉積于小鼠肺部的CNT引起的局部微環(huán)境改變可顯著增強(qiáng)乳腺腫瘤細(xì)胞侵入臨近血管和周邊組織的能力，并促進(jìn)腫瘤組織內(nèi)血管生成，從而導(dǎo)致乳腺腫瘤細(xì)胞向肺部的轉(zhuǎn)移，形成快速生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)移灶，甚至進(jìn)一步在體內(nèi)形成多器官轉(zhuǎn)移。CNT肺部長(zhǎng)期蓄積，刺激肺成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌的VEGFA經(jīng)血液循環(huán)到達(dá)乳腺腫瘤，一方面直接促進(jìn)腫瘤血管生成，另一方面上調(diào)腫瘤細(xì)胞內(nèi)源性VEGFA與COX-2的表達(dá)，從而啟動(dòng)VEGFA-COX-2的正反饋通路，使乳腺組織內(nèi)血管生成持續(xù)增強(qiáng)，為腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移提供更加“豐富的營(yíng)養(yǎng)”和“肥沃的土壤”。與之相呼應(yīng)，CNT暴露形成的肺局部炎癥和纖維化也為促進(jìn)腫瘤細(xì)胞定向轉(zhuǎn)移到肺及進(jìn)一步侵襲生長(zhǎng)，提供了轉(zhuǎn)移前的肺部微環(huán)境與轉(zhuǎn)移后的腫瘤微環(huán)境。

此項(xiàng)研究首次證實(shí)了肺部CNT長(zhǎng)期暴露對(duì)遠(yuǎn)端部位的乳腺腫瘤轉(zhuǎn)移有明顯的促進(jìn)作用，長(zhǎng)期存在的肺部局部炎癥可能是乳腺癌進(jìn)展的主要風(fēng)險(xiǎn)。該研究工作同時(shí)開(kāi)拓了納米材料呼吸暴露對(duì)遠(yuǎn)端部位腫瘤發(fā)生和發(fā)展的毒理學(xué)研究新領(lǐng)域。系統(tǒng)性地深入研究典型納米材料長(zhǎng)期暴露的生物安全性和毒理學(xué)機(jī)制，不但讓我們意識(shí)到對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)所的職業(yè)人群的健康防護(hù)迫在眉睫，同時(shí)對(duì)普通人群暴露的健康效應(yīng)研究也具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

Nature Nanotechnology同期刊發(fā)了英國(guó)伯明翰大學(xué)Iseult Lynch教授針對(duì)該文章的評(píng)述，認(rèn)為該工作意義深遠(yuǎn) (The importance of these results is far-reaching)，并提出該研究也提供了一個(gè)重大的機(jī)會(huì) (an enormous opportunity) 即利用納米材料去探索與腫瘤轉(zhuǎn)移有關(guān)的信號(hào)通路，促進(jìn)對(duì)臨床治療干預(yù)的理解。

“科技要**，產(chǎn)品要安全”已成為國(guó)家戰(zhàn)略，產(chǎn)品安全始終是一個(gè)國(guó)家能否發(fā)展的命脈。包括我國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家正積*開(kāi)展納米材料生物安全性的研究，把納米生物環(huán)境健康效應(yīng)以及職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)等問(wèn)題列在納米科技發(fā)展戰(zhàn)略的重要位置，以促進(jìn)納米技術(shù)更好的安全應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展。